几种最常用的串行数据传输总线(1)- SPI

2018-11-07 15:16:50 来源:电路设计技能
标签:

 

串行数据总线由于占用较少的管脚被广泛应用在MCU和外设的连接中,在过去的几十年里,有三种最常用的多线串行数据传输格式SPI、I2C和UART。这3种串行总线的主要区别:
 
SPI - Serial Peripheral Interface(串行外设接口),突出了外设,也就有了主(Master - 控制器)和从(Slave - 外设)之分,在总线中也就只有一个“主人”,其它都是处于服从的位置,也就是Slave,它是一种有时钟信号的同步串行总线,从器件的寻址是靠专用的片选信号线SS来实现的;
 
I2C - Inter-Integrated Circuits(集成电路之间的连接),没有突出主次,也就是所有挂在总线上的器件都是平等的,它也是一种有时钟信号的同步串行总线,每个器件都有自己的地址,两根信号线都需要通过电阻上拉;
 
UART - universal asynchronous receiver/transmitter(通用异步收/发),顾名思义,它是异步串行总线,传输的信号中没有专用的时钟信号线。
 
由于很多MCU、外设芯片为了节省管脚,都采用了管脚功能复用的方式,同一个管脚既可以用于SPI,也可以用于I2C,根据具体的器件连接方式进行选用。当器件的管脚配置为I2C的时候,要记住在I2C的两根信号线(SCL、SDA)上一定要有上拉电阻,SPI则不需要。
 
今天我们就先来说说SPI:
 
SPI(Serial Peripheral Interface - 串行外设接口)是一种用于短距离通信(主要是嵌入式系统中)的同步串行通信接口规范,这种接口由Motorola发明,已经成了一种事实标准。广泛用于各种MCU处理器中,同传感器,串行ADC、DAC、存储器、SD卡以及LCD等进行数据连接。
 
 
几乎所有的微处理器/微控制器都有SPI/I2C和UART接口,而且不止一个
 
 
SPI和I2C也被广泛用于传感器的数字接口连接
 
 
即便FPGA也将SPI和I2C做成了硬化的IP在芯片内
 
主要的信号线:
SPI总线由4根主要的信号线组成以实现数据在主设备(Master)和从设备(Slave)之间的全双工(收、发同时执行)同步(由时钟同步)通信:
 
SCLK:串行时钟(由主设备输出),每个时钟周期将会移出一个新的数据位;
 
MOSI:主设备输出⇒从设备输入,数据由主设备进入从设备,器件A上的MOSI线连接到器件B上的MOSI线。
 
MISO:主设备输入⇐ 从设备输出,数据由从设备送到主设备(或其它从设备,采用菊花链配置),器件A上的MISO线连接到器件B上的MISO线。
 
SS(或SSN): 从设备选中(低电平有效),用于主设备控制从设备用,当该从选择信号线有效的时候表示主设备正在向相应的从设备发送数据或从相应的从设备请求数据。
 
SPI端口管脚的名字也有其它的叫法,不同的芯片公司叫法不同,比如:
 
串行输出: SCLK : SCK, CLK.
 
主输出 –> 从输入: MOSI:SIMO、SDI(for slave devices)、DI、DIN、SI、MTST.
 
主输入 ← 从输出: MISO:SOMI、SDO (for slave devices )、DO、DOUT、SO、MRSR.
 
从选择: SS: SSN、nCS、CS、CSB、CSN、EN、nSS、STE、SYNC.
 
 
主从器件之间的连接及数据传输方式
 
关注与非网微信 ( ee-focus )
限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
享受快时代的精品慢阅读
 

 

继续阅读
国内MCU厂商在市场爆炸增长环境下的机遇

微控制器(MCU),也就是我们所说的单片机,是今天电子产品的心脏,被广泛地应用到消费和工业电子产品中。小到体温计、无线充电器和智能手环,大到数控机床、机器人和汽车,都有MCU的身影。

高通拒绝出售调制解调器给苹果后,不得已转向英特尔的LTE芯片

近日,据外媒报道,苹果表示,它希望在iPhone XS、XS Max和XR中使用高通调制解调器,但在苹果起诉高通的后,高通拒绝出售这些调制解调器。

从你画我猜的角度出发理解通信理论中的噪声问题

这是一篇关于通信的小故事,握着手机的你请不要太过严肃地把这篇文章当作枯燥的学术文章,这只能算是一个通信出身的孩子对生活的一点新的理解,不需要太高的阅读门槛,只希望屏幕前的你可以通过这个小故事对这个世界有一个新的理解。

AMD为何对联发科步步紧逼?暗流涌动的芯片市场怕是不太平
AMD为何对联发科步步紧逼?暗流涌动的芯片市场怕是不太平

它开年在CES上抢尽了英伟达的风头,不仅发布了全球首款7nm游戏显卡,甩出“王之蔑视”直怼RTX 2080,还打破了以往的“PPT之王”称号,首次在发布重磅新品之时宣布开卖日期为2月7日。

用电源链串联起美好生活
用电源链串联起美好生活

电源在MCU、FPGA、工业、测试设备、游戏设备、医疗设备、自动化、通信系统、锂电池供电设备、路由器及便携式设备等多个市场中扮演着重要角色。

更多资讯
印度5G频谱路线小组成员:欧洲的技术不一定没有安全问题

印度频谱路线图5G小组成员Paulraj日前表示,欧洲设备制造商的电信网络技术可能与包括华为在内的中国竞争对手一样存在不安全因素,只有本地技术才能确保完全的基础设施安全。

智能电表系统的电力线传输通信的最优传输速率算法

本文以智能电表系统的电力线传输通信为背景,针对电力线信道的时域衰减客观劣势,以及传统的OFDM系统子信道采用相同的调制方式和输出功率,采用关停某些干扰严重子信道的手段来抵抗干扰性,以失去频谱利用率和信息传导效率为代价来换取可靠性等问题。

今年的网络安全趋势会朝什么方向发展?比特币泡沫真的要破裂了吗?

BAE作为世界上第二大防卫公司,第三大国防航空公司,第三大电子航空公司,BAE系统公司的网络业务在最近几年的年度业绩当中已经取得相当突出的占比,其中网络与智能化部门在独立年销售额已经达到18.5亿英镑(折合23.6亿欧元,26.1亿美元),这也使其成为企业内发展速度最快的部门之一。

在射频调谐中使用创新型材料提高性能的解决方案

在无线通信3G时代的背景下,手机制造商将技术不断投入到开发能够支持更多频段和精简射频架构的手机上,将3G手机中使用的GSM、EDGE、WCDMA和HSPA等多种频段和空中接口模块整合在一个高度集成、经过优化的RF模块中。

任正非首次对外媒发声,华为到了最危险的时候?
任正非首次对外媒发声,华为到了最危险的时候?

据彭博社报道,在经历了最近的事情之后,华为创始人任正非打破了长达数年的沉默,今日早些时候,他驳斥了美国认为华为帮助中国监视西方国家的指责。

电路方案